本書為教育部普通高等教育"十一五"規(guī)劃教材。
本書介紹了水力過渡過程的基本理論體系，包括運(yùn)動方程、連續(xù)方程、特征線方法、明滿流計(jì)算方程及各種邊界條件；闡述了水電站水輪機(jī)組過渡過程數(shù)值計(jì)算方法，大、小波動過渡過程與水力干擾過渡過程；分析了離心泵系統(tǒng)過渡過程數(shù)值計(jì)算方法、大型軸流泵站的過渡過程計(jì)算方法以及水泵機(jī)組過渡過程中的水錘防護(hù)；研究了抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)組過渡過程的特點(diǎn)及大、小波動水力過渡過程計(jì)算方法。本書結(jié)合實(shí)例，進(jìn)行了水電站、泵站和抽水蓄能電站機(jī)組過渡過程實(shí)例分析。
本書可作為水利水電、能源動力類等專業(yè)本科高年級學(xué)生和研究生的教材，也可作為相關(guān)專業(yè)師生和工程技術(shù)人員參考書。
及時(shí)章 概述
及時(shí)節(jié) 研究水力機(jī)組過渡過程的意義和目的
第二節(jié) 水力機(jī)組過渡過程研究的現(xiàn)狀和方法
第三節(jié) 水錘現(xiàn)象
第四節(jié) 直接水錘和間接水錘
一、直接水錘
二、間接水錘
第二章 水力過渡過程計(jì)算的基本理論
及時(shí)節(jié) 運(yùn)動方程
第二節(jié) 連續(xù)方程
第三節(jié) 特征線方法
第四節(jié) 明滿流計(jì)算方程
一、明渠流動
二、隧洞有壓流
三、隧洞水流的特征隱式格式法
第五節(jié) 邊界條件
一、上游水庫
二、管道下游為盲端
三、管道末端為閥門
四、管道中的閥門或局部阻抗元件
五、分叉連接節(jié)點(diǎn)
六、串聯(lián)管
七、集中慣性元件
八、阻抗式調(diào)壓室節(jié)點(diǎn)
九、差動式調(diào)壓室節(jié)點(diǎn)
十、氣墊式調(diào)壓室節(jié)點(diǎn)
十一、隧洞水流的邊界條件
第六節(jié) 計(jì)算的時(shí)間步長
第三章 水輪機(jī)組過渡過程
及時(shí)節(jié) 水輪機(jī)組特性曲線和過渡過程的歷程線
一、概述
二、水輪機(jī)綜合特性曲線
三、過渡過程的歷程線
四、水輪機(jī)組特性曲線的拓展
第二節(jié) 水輪機(jī)組過渡過程的數(shù)值計(jì)算方法
一、尾水管和蝸殼當(dāng)量管的計(jì)算
二、水輪機(jī)組邊界條件
第三節(jié) 水輪機(jī)組調(diào)節(jié)保障計(jì)算及大波動過渡過程
一、調(diào)節(jié)保障計(jì)算
二、大波動過渡過程計(jì)算流程
三、大波動過渡過程優(yōu)化的措施
第四節(jié) 水輪機(jī)組的小擾動過渡過程
一、小擾動過渡過程概述
二、描述壓力管道動態(tài)特性的數(shù)學(xué)模型
三、水輪機(jī)流量和力矩方程
四、基于壓力管道剛性模型的水力機(jī)械系統(tǒng)狀態(tài)方程
五、結(jié)合特征線法和狀態(tài)方程分析的聯(lián)合算法
六、工程實(shí)例分析
第五節(jié) 水輪機(jī)組的水力干擾過渡過程
一、水電站的水力干擾現(xiàn)象
二、水力干擾的算法
三、機(jī)組調(diào)節(jié)品質(zhì)評價(jià)指標(biāo)
四、工程實(shí)例分析
第六節(jié) 設(shè)置變頂高尾水洞的水電站工程實(shí)例分析
一、說明
二、算例分析
第四章 水泵機(jī)組水力過渡過程
及時(shí)節(jié) 水泵機(jī)組過渡過程概述
第二節(jié) 離心泵系統(tǒng)過渡過程數(shù)值計(jì)算
一、離心泵的無量綱相似特性
二、單臺離心泵邊界條件
三、串聯(lián)離心泵邊界條件
四、并聯(lián)離心泵邊界條件
五、空氣進(jìn)排氣邊界條件
六、離心泵啟動
七、停泵水錘計(jì)算舉例
第三節(jié) 大型軸流泵站的過渡過程計(jì)算
一、軸流泵裝置過渡過程計(jì)算的數(shù)學(xué)模型
二、原始資料處理
三、計(jì)算框圖
四、大型軸流泵站過渡過程計(jì)算方案設(shè)計(jì)及計(jì)算
五、成果分析
第四節(jié) 水泵機(jī)組過渡過程中的水錘防護(hù)
一、空氣罐防護(hù)
二、調(diào)壓塔與調(diào)壓水箱防護(hù)
三、閥門防護(hù)
四、空氣閥防護(hù)
五、水錘消除器
六、慣性飛輪
七、泵站規(guī)劃設(shè)計(jì)中的水錘防護(hù)問題
第五章 水泵水輪機(jī)過渡過程
及時(shí)節(jié) 抽水蓄能電站水泵水輪機(jī)過渡過程特點(diǎn)
第二節(jié) 水泵水輪機(jī)邊界條件
一、全特性曲線處理方法
二、在全特性曲線上繪網(wǎng)格輔助線
三、引入相對開度的坐標(biāo)變換
四、對全特性曲線作分區(qū)處理
五、Suter處理方法
六、對WH和WM曲線的轉(zhuǎn)換
七、轉(zhuǎn)輪邊界水頭平衡方程
第三節(jié) 可逆機(jī)組大波動水力過渡過程
一、流速水頭的考慮
二、機(jī)組關(guān)閉規(guī)律及魯棒性分析
三、針對可逆機(jī)組過流特性的三段折線關(guān)閉規(guī)律
四、特殊計(jì)算工況
五、壓力脈動及尾水管最小壓力計(jì)算成果的設(shè)計(jì)取值
六、尾水調(diào)壓室設(shè)置條件
第四節(jié) 抽水蓄能電站小波動水力過渡過程
一、低水頭啟動
二、低水頭由調(diào)相轉(zhuǎn)發(fā)電
三、導(dǎo)葉的不同步操作
四、利用球閥穩(wěn)定機(jī)組的空載特性
第五節(jié) 抽水蓄能電站的水力干擾
第六節(jié) 天荒坪抽水蓄能電站水力過渡過程實(shí)例分析
一、工程概述
二、技術(shù)路線
三、仿真模擬
四、仿真預(yù)測
五、計(jì)算結(jié)論
第七節(jié) 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
第二節(jié) 水力機(jī)組過渡過程研究的現(xiàn)狀和方法
水力機(jī)組過渡過程的研究，差不多同這些機(jī)械產(chǎn)生的年代一樣長，但實(shí)際上只是近50年來才有很大的進(jìn)展。
在水力機(jī)組過渡過程中，常發(fā)生由于水錘引起的水力系統(tǒng)壓力的很大變化，直接危及系統(tǒng)的安全。因此，水錘即是過渡過程的主要研究對象，也是最早引起人們重視的現(xiàn)象之一。早在1898年，俄國著名科學(xué)家茹科夫斯基首次提出了水管中水錘的理論和末端閥水錘計(jì)算的基本方程式。
20世紀(jì)初，隨著較大型的抽水站和水電站的建設(shè)，要求解決引水管道和機(jī)組運(yùn)行安全性與減少土建投資的一系列問題，于是，關(guān)于水力機(jī)組過渡過程的研究逐漸發(fā)展起來。此間最有意義
的研究成果是意大利學(xué)者阿列維有關(guān)水錘理論與計(jì)算方法的一系列論著，它奠定了現(xiàn)代水錘分析理論的基礎(chǔ)。
隨著現(xiàn)代水力機(jī)組單機(jī)容量和尺寸的不斷擴(kuò)大，水力機(jī)組過渡過程的問題愈來愈多，從而吸引了國際上大批科技人員從事范圍相當(dāng)廣泛的過渡過程領(lǐng)域的科學(xué)研究與實(shí)踐活動。每一個(gè)水動
力工程的設(shè)計(jì)必含有過渡過程的計(jì)算，以確定工程所必需的基本結(jié)構(gòu)參數(shù)。對于大型工程，它的可行性和總體布局的合理性常必須按其過渡過程品質(zhì)的好壞考核。因此，在1940年到l960年間
相繼出現(xiàn)了一批以創(chuàng)造與改進(jìn)水錘和系統(tǒng)壓力計(jì)算方法為主要成就的著作。
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